Жінка, що йде по вулиці, чує гучний шум. Через кілька моментів вона бачить, що її хлопця, який йшов попереду, було застрелено. Через місяць жінка заїжджає до відділення швидкої допомоги. Шум, створений сміттєвозами, за її словами, викликає панічні атаки. Її мозок сформував глибокий, міцний зв’язок між гучними звуками та подією, в якій вона стала свідком.
Ця історія, переказана клінічним психіатром та співавтором нового дослідження Мохіно Ахмеда, доктором наук, є прикладом здатності мозку запам’ятовувати та пов’язувати події, розділені за часом. І тепер, у новому дослідженні на мишах, опублікованому в Neuron, вчені Колумбійського інституту Цукермана пролили світло на те, як мозок може формувати такі міцні зв’язки.
Вчені розкрили дивовижний механізм, за допомогою якого гіпокамп, область мозку, критична для пам’яті, будує зв’язки впродовж часу: демонструючи сплески діяльності, які здаються випадковими, але насправді складають складну схему, яка з часом допомагає мозку пізнати асоціації. Виявляючи основні схеми асоціативного запам’ятовування, результати відкривають основу для кращого розуміння тривожних та травматичних стресових розладів,
таких як панічні та посттравматичні стресові розлади, при яких, здавалося б, нейтральна подія може викликати негативну реакцію.
Гіпокамп – невелика ділянка, що знаходиться глибоко в мозку – своєрідний «штаб» для навчання та пам’яті. Попередні експерименти на мишах показали, що порушення гіпокампу створює труднощі для тварин в плані здатності пов’язувати дві події, розділені десятками секунд.
“Вважається, що клітини гіпокампу підтримують рівень активності щодо асоціювання подібних подій”, – сказав доктор Ахмед. “Вимкнення цих клітин, таким чином, має порушити цей процес навчання.”
Щоб перевірити цей традиційний погляд, дослідники вивчили частини гіпокампу мишей, в тей час як тварини піддавалися двом різним подразникам: нейтральному звуку з подальшим невеликим, але неприємним потоком повітря з інтервалом в 15 секунд. Вчені повторили цей експеримент протягом декількох випробувань. З часом миші навчилися асоціювати тон з наступним потоком повітря. За допомогою вдосконаленої двофотонної мікроскопії та функціональної візуалізації кальцію вони зафіксували активність тисяч нейронів,
типу клітин головного мозку, в гіпокампі тварин.
“Ми очікували, що ми будемо спостерігати повторювану, безперервну нейронну активність, що зберігається протягом п’ятнадцятисекундного розриву, яка вказівку на гіпокамп при роботі, що пов’язує слухове сприйняття і повітряний потік”, – сказав невролог Стефано Фусі, доктор філософії, головний дослідник у Цукерман Колумбії Інститут та співавтор статті. “Але коли ми почали аналізувати дані, ми не бачили такої активності”.
Натомість нейронна активність, зафіксована протягом п’ятнадцятисекундного проміжку часу, була слабкою. Активувалась лише невелика кількість нейронів, і вони зробили це, здавалося б, навмання. Ця спорадична діяльність виразно відрізнялася від безперервної діяльності, яку мозок проявляє під час інших завдань навчання та пам’яті, як, наприклад, запам’ятовування телефонного номера.
Зрештою, дослідники виявили закономірність: стиль розумової активності, який є надзвичайно ефективним способом зберігання нейронів. Замість того, щоб постійно спілкуватися один з одним, нейрони економлять енергію – можливо, кодуючи інформацію у зв’язках між клітинами, званими синапсами, а не через електричну активність клітин.
Джерело: https://www.news-medical.net/news/20200509/Mice-study-sheds-light-on-how-the-brain-links-events-to-form-a-memory.aspx
